WO2023090349A1 - ジャイロセンサ素子 - Google Patents

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WO2023090349A1
WO2023090349A1 PCT/JP2022/042514 JP2022042514W WO2023090349A1 WO 2023090349 A1 WO2023090349 A1 WO 2023090349A1 JP 2022042514 W JP2022042514 W JP 2022042514W WO 2023090349 A1 WO2023090349 A1 WO 2023090349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection
base
sensor element
gyro sensor
arm
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/042514
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宗高 副島
重雄 青野
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Publication of WO2023090349A1 publication Critical patent/WO2023090349A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • G01C19/5621—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks the devices involving a micromechanical structure

Definitions

  • the present disclosure relates to a gyro sensor element used in a gyro sensor.
  • a piezoelectric vibration type sensor is known as a conventional technology (Patent Document 1).
  • the piezoelectric body is excited by applying an AC voltage to the piezoelectric body.
  • a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the excitation direction in accordance with the rotational speed (angular velocity).
  • the angular velocity of the piezoelectric body can be detected by detecting an electrical signal generated according to the deformation of the piezoelectric body due to such Coriolis force.
  • the gyro sensor of Patent Document 1 detects a signal generated by deformation of a piezoelectric body in the X-axis direction or the Z-axis direction of an orthogonal coordinate system XYZ.
  • a gyro sensor element includes a first base extending in a first direction, a pair of first driving arms extending in a second direction intersecting the first direction, and extending from the first base. and a first detection arm positioned between the pair of first drive arms, wherein a region of the first base portion continuous with the base end of the first detection arm extends in the second direction. It has a groove.
  • FIG. 1 is a plan view showing a gyro sensor element according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line IA shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line IA shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line IB shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line IC shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a plan view showing a gyro sensor element according to another aspect of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a wiring pattern of a gyro sensor element
  • 9 is a diagram showing an example of a wiring pattern of a gyro sensor element, and is a perspective view of the back surface of the gyro sensor element of FIG. 8 as seen from above.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line IC shown in FIG. 1;
  • FIG. 5 is a plan view showing a gyro sensor element according to Embodiment 2 of the present disclosure;
  • FIG. 11 is a plan view showing a gyro sensor element according to Embodiment 3 of the present disclosure;
  • FIG. 1 is a plan view showing a gyro sensor element 1 according to this embodiment.
  • illustration of the conductive layer provided on the upper surface of the gyro sensor element 1 is basically omitted.
  • the X-axis direction shown in FIG. 1 is called the first direction
  • the Y-axis direction is called the second direction.
  • the "upper surface” or “front surface” refers to the positive direction of the Z axis in FIG. 1, that is, the surface shown in FIG. It refers to the negative direction, ie the surface behind the surface shown in FIG.
  • the gyro sensor element 1 may be integrally formed as a whole.
  • the gyro sensor element 1 may be monocrystalline or polycrystalline.
  • the base material of the gyro sensor element 1 may be selected as appropriate, such as crystal (SiO 2 ), LiTaO 3 , LiNbO 3 , PZT, or silicon.
  • the gyro sensor element 1 may have, for example, a constant overall thickness (in the Z-axis direction).
  • a gyro sensor element 1 is a sensor element used for a gyro sensor (not shown).
  • the gyro sensor element 1 is made of a piezoelectric material, and includes a first base portion 2, a pair of first drive arms 3, a first detection arm 4, and a mounting portion 5, as shown in FIG. there is
  • the pair of first drive arms 3 are excited in phases opposite to each other in the X-axis direction as indicated by an arrow C1 by applying an AC voltage. Being excited in phases opposite to each other means that the pair of first drive arms 3 vibrate so as to approach and separate from each other.
  • the Coriolis force causes the first drive arm 3 to vibrate in the Y-axis direction as indicated by the arrow C2.
  • the vibration of the first drive arm 3 is transmitted to the first detection arm 4 via the first base 2, and the first detection arm 4 performs bending vibration in the direction of the arrow C3 in the X-axis direction.
  • a charge signal (for example, voltage) generated by the piezoelectric effect due to bending vibration of the first detection arm 4 is detected by a detection electrode, which will be described later, and the angular velocity is calculated from the detected voltage.
  • the greater the angular velocity the greater the magnitude of the detected voltage. Further, even when detecting the same angular velocity, the larger the bending change of the first detection arm 4, the larger the voltage value obtained, so the angular velocity detection sensitivity of the gyro sensor becomes higher.
  • the first base 2 supports a first drive arm 3 and a first detection arm 4 .
  • the first base portion 2 extends in the first direction, and both ends thereof are supported by mounting portions 5 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the structure of the first base 2, and is a cross-sectional view taken along line IA shown in FIG.
  • the first base portion 2 has a first groove portion 2a extending in the second direction in a region (region D1 shown in FIG. 1) continuous with the base end of the first detection arm 4. are doing.
  • the depth of the first groove portion 2a in the Z-axis direction is not particularly limited.
  • the first groove portion 2a may extend in the second direction from the base end of the first detection arm 4, which will be described later, to the distal end portion on the opposite side.
  • the first base portion 2 Since the first base portion 2 has the first groove portion 2a in this way, a part of the region D1 of the first base portion 2 becomes thin, and the first base portion 2 becomes easy to bend. As the first base portion 2 bends, the first detection arm 4 tends to bend. According to this, the detection sensitivity of the gyro sensor element 1 can be improved.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line IA shown in FIG.
  • the first groove portion 2a may be provided only on one surface (upper surface or lower surface) of the first base portion 2 as shown in FIG. 2, but is not limited to this. Another aspect of the first groove portion 2a will be illustrated.
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the structure of the first base portion 2, respectively, and are sectional views taken along the line IA shown in FIG.
  • the first base portion 2 has a first groove portion 2 a on the upper surface of the first base portion 2 and a first groove portion 2 b on the lower surface of the first base portion 2 .
  • the thickness of the part of the region D1 of the first base 2 becomes thinner than the thickness of the part of the region D1 of the first base 2 shown in FIG. becomes easy to bend.
  • the first detection arm 4 tends to bend.
  • the first base portion 2 has a first groove portion 2a of a penetrating opening, that is, a first slit 2a.
  • the groove portion of the through opening will also be referred to as a slit.
  • the width of the first slit 2a may be the same from the top to the bottom of the first base 2, or may be different.
  • the first slit 2a can be regarded as a form in which the bottom of the first groove 2a is removed, but only a part of the bottom of the first groove 2a is removed and a part is opened. good too.
  • the first drive arm 3 is a portion that is excited by application of an AC voltage (electric field).
  • the first drive arm 3 extends in the second direction from the first base 2 and has a free end.
  • the first drive arm 3 can be flexurally deformed like a cantilever beam.
  • the pair of first drive arms 3 are arranged in parallel with each other in the first direction, spaced apart from each other.
  • FIG. 5 is a diagram showing the structure of the first driving arm 3, and is a cross-sectional view taken along line IB shown in FIG.
  • the first drive arm 3 consists of two arms 3b separated by a slit 3a.
  • the arm portion 3b has recesses extending in the second direction on both sides (upper surface and lower surface) in the Z-axis direction from the portion connected to the first base portion 2 to the end opposite to the first base portion 2.
  • 3c second recess).
  • the first drive arm 3 applies a voltage to the outer side surface of the first drive arm 3 (more specifically, the arm portion 3b) and the side surface on the side of the slit 3a.
  • a first drive electrode 3d may be provided for this purpose.
  • each recess 3c of the first drive arm 3 may be provided with a second drive electrode 3e to which a potential opposite to that of the first drive electrode 3d is applied.
  • the other first drive arm 3 of the pair of first drive arms 3 is arranged such that the first drive electrode 3d and the second drive electrode 3e are located in the same position as one of the first drive arms 3. The opposite of the drive arm 3 may be used.
  • the first drive arm 3 is provided with the second drive electrodes 3e on the outer side surface and the side surface on the side of the slit 3a, and the recesses 3c of the first drive arm 3 are provided with the first drive electrodes 3d. good too.
  • the first detection arm 4 vibrates in the first direction due to the Coriolis force.
  • the first detection arm 4 is provided with a first detection electrode 4g, a second detection electrode 4h, a first detection electrode 4j, and a second detection electrode 4k, which will be described later.
  • a voltage generated by the piezoelectric effect resulting from the deflection in the first direction is measured by each sensing electrode.
  • the first detection arm 4 may extend from the first base 2 in the second direction, as shown in FIG. In FIG. 1, as an example, the first detection arm 4 extends in the same second direction as the first drive arm 3 and is positioned between the pair of first drive arms 3, but is not limited to this.
  • the first detection arm 4 may extend in the opposite direction to the direction in which the pair of first drive arms 3 extends, that is, in the negative direction of the Y-axis. Also, the first detection arm 4 may be positioned between the pair of first drive arms 3 when extending in the same second direction as the first drive arms 3 .
  • the first detection arm 4 may be defined by a first groove 2a that is a bottomed groove extending from the first base 2, and the first detection arm 4 is defined by the first detection arm defined by the first groove 2a. A portion 4d and a second detection portion 4e may be provided. According to this, the first detection arm 4 has a thin portion, and the first detection arm 4 is easily bent.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the first detection arm 4, and is a cross-sectional view taken along the line IC shown in FIG.
  • the first detection arm 4 has a slit 4c formed continuously with the slit 2a formed in the first base 2.
  • the slit 4c may be a through opening slit.
  • the slit 4c may extend from the first base portion 2 to the end opposite to the first base portion 2 .
  • one slit is formed by the first slit 2a and the slit 4c.
  • the first detection arm 4 may be composed of a first detection section 4d and a second detection section 4e separated by a slit 4c.
  • the first detection portion 4d and the second detection portion 4e are arranged in the second direction on both sides in the Z-axis direction from the point where they are connected to the first base portion 2 to the end opposite to the first base portion 2. It may have a concave portion 4f and a concave portion 4m (first concave portion) extending inward.
  • the ends of the first detection portion 4d and the second detection portion 4e may be connected to the first weight 4a, which is one weight.
  • the first detection unit 4d has first detection electrodes 4g for detecting voltage generated by the piezoelectric effect on the side surface on the slit 4c side and the outer side surface, and the side surface of the recess 4f has a potential opposite to that of the first detection electrode 4g.
  • a second detection electrode 4h for detecting the may be provided.
  • the second detection part 4e includes first detection electrodes 4j for detecting the same voltage as the first detection electrodes 4g on the side surface on the slit 4c side and the outer side surface, and the first detection electrodes 4j on the side surfaces of the recess 4m. and a second detection electrode 4k for detecting a potential opposite to that of the second detection electrode 4k.
  • the detection electrodes on the slit 4c side and the outer side of the first detection section 4d and the detection electrodes on the slit 4c side and the outer side of the second detection section 4e detect the same potential.
  • the detection electrode on the side surface of the concave portion 4f of the first detection portion 4d and the detection electrode on the side surface of the concave portion 4m of the second detection portion 4e detect the same potential.
  • the first base 2 extending in the second direction is provided in the region (region D1 shown in FIG. 1) continuous with the base end of the first detection arm 4 . It has a groove portion 2a (first slit). This makes it easier for the first base portion 2 to bend, so that the first detection arm 4 is easier to bend. As a result, in the gyro sensor element 1, the amplitude of vibration of the first detection arm 4 becomes larger than that of the conventional gyro sensor element, and has high detection sensitivity.
  • the gyro sensor element 1 includes a first detection portion 4d and a second detection portion 4e separated by a slit 4c through which the first detection arm 4 passes. 4a.
  • the first detection arm 4 has a structure in which the positions corresponding to each other change as the first detection portion 4d and the second detection portion 4e bend, so that the amplitude of vibration of the first detection arm 4 increases. .
  • the detection sensitivity of the gyro sensor element 1 can be improved.
  • the first detection portion 4d and the second detection portion 4e have a recess 4f and a recess 4m extending in the second direction, respectively.
  • a second detection electrode 4h and a second detection electrode 4k) are provided.
  • the first detection arm 4 includes a first detection electrode (that is, a first detection electrode 4g and a first detection electrode 4j) and a second detection electrode having opposite positive and negative potentials. Electrodes (ie, second detection electrode 4h and second detection electrode 4k) are provided. As a result, two potentials can be detected by the first detection arm 4, and detection sensitivity can be improved. Moreover, by covering each surface of the first detection arm 4 with electrodes, the rigidity of the first detection arm 4 can be increased.
  • the first drive arm 3 extends in the second direction from the portion where the first drive arm 3 is connected to the first base portion 2 to the end opposite to the first base portion 2 (the second drive arm 3c). 2 recesses), and a first driving electrode 3d is provided on the outer side surface of the first driving arm 3 and the inner side surface of the recess 3c.
  • the area for installing the driving electrodes can be made larger than that of the driving arm having no concave portion, and the electric field effect is strengthened, so that the driving arm can be vibrated more.
  • the mounting portion 5 supports both ends of the first base portion 2 in the first direction. Further, the mounting portion 5 may be a portion that is fixed to, for example, a housing when the gyro sensor element 1 is mounted.
  • the shape of the mounting portion 5 is not particularly limited, and it may be a frame upper member surrounding the four arms of the gyro sensor element 1 .
  • the gyro sensor element 1 is basically composed of the first base portion 2, the pair of first drive arms 3, and the first detection arm 4 having the first detection portion 4d and the second detection portion 4e.
  • one gyro sensor element may be provided with another unit of the above configuration.
  • FIG. 7 is a plan view showing the gyro sensor element 1C.
  • the gyro sensor element 1C may further include the following configurations (1) to (3) in addition to the configuration of the gyro sensor element 1.
  • FIG. (1) A second base portion 12 arranged parallel to the first base portion 2 .
  • (2) A pair of second drive arms 13 extending from the second base 12 in the second direction opposite to the direction in which the first drive arms 3 extend from the first base 2 .
  • a second detection arm 14 extending from the second base 12 in the second direction opposite to the direction in which the first driving arm 3 extends from the first base 2 .
  • a region D2 of the second base portion 12 of the gyro sensor element 1C, which is continuous with the base end of the second detection arm 14, may have a second groove portion 12a extending in the second direction.
  • the second detection arm 14 may have a second groove 14c formed continuously with the second groove 12a. That is, the second groove portion 12a may extend in the second direction from the proximal end of the second detection arm 14 to the distal end on the opposite side. Further, the second groove portion 12a may be a through-opening second slit 12a, and the second groove portion 14c may be a through-opening second slit 14c.
  • the second detection arm 14 of the gyro sensor element 1C may include a third detection portion 14d and a fourth detection portion 14e separated by a second groove portion 14c. That is, the third detection section 14d and the fourth detection section 14e separated by the second slit 14c may be provided. Further, the third detection section 14d may be located at the same position as the first detection section in the first direction, and the fourth detection section 14e may be located at the same position as the second detection section in the first direction.
  • the third detection portion 14d and the fourth detection portion 14e are arranged in the second direction on both sides in the Z-axis direction from the point where they are connected to the second base portion 12 to the end opposite to the second base portion 12. You may have the recessed part extended to. Further, the distal ends of the third detecting portion 14d and the fourth detecting portion 14e may be connected to a second weight located at the end portion of the second detection arm 14 opposite to the proximal end thereof.
  • the second drive arm 13 and the second detection arm 14 of the gyro sensor element 1C may each have an electrode.
  • the pair of second drive arms 13 of the gyro sensor element 1C may be provided with first drive electrodes 3d and second drive electrodes 3e, like the pair of first drive arms 3.
  • the second detection arm 14 of the gyro sensor element 1C may include first detection electrodes 4g and 4j and second detection electrodes 4h and 4k.
  • the arrangement of the positive and negative electrodes of each detection electrode of the second detection arm 14 may be reverse to the arrangement of each detection electrode of the first detection arm 4 . That is, the concave portions of the third detecting portion 14d and the fourth detecting portion 14e are provided with the first detecting electrodes 4g and 4j, and the side surfaces of the third detecting portion 14d and the fourth detecting portion 14e on the side of the second slit 14c and the outer side surfaces thereof are provided with electrodes 4g and 4j. Second detection electrodes 4h and 4k may be provided.
  • the gyro sensor element 1C has two structures of the gyro sensor element 1 shown in FIG. 1, one of which is inverted in the second direction. According to this, since the number of detection units included in the gyro sensor element 1 ⁇ /b>C is increased, the detection sensitivity is improved more than that of the gyro sensor element 1 ⁇ /b>C.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a wiring pattern on the surface of the gyro sensor element 1C, ie, the same surface as the plan view shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a wiring pattern on the back surface of the gyro sensor element 1C, and is a view of the back surface seen through from the front side.
  • the wiring shown in each drawing also serves as an electrode.
  • first drive arm 3A one of the pair of first drive arms 3 is called a first drive arm 3A
  • first drive arm 3B one of the pair of second drive arms 13 is called a second drive arm.
  • 13A and the other is called a second drive arm 13B.
  • the gyro sensor element 1C may have a first wiring 420 connected to the first detection electrode.
  • the first wiring 420 in FIG. 8 may be connected to the first detection electrodes 4g arranged on the slit 4c side and outer side surfaces of the first detection portion 4d.
  • the first wiring 420 may be connected to the first detection electrodes 4j arranged on the slit 4c side and outer side surfaces of the second detection portion 4e.
  • the first wiring 420 may be connected in the second detection arm 14 to the first detection electrodes arranged on the side surfaces of the recesses of the third detection section 14d and the fourth detection section 14e.
  • the first wiring 420 may be connected to the back surface via a connecting portion 410U integrally provided from the front surface to the side surface of the first detection arm 4 .
  • the connecting portion 410L is connected to the connecting portion 410U on the front surface.
  • the first wiring 420 may be connected to the first detection electrodes 4g and 4j of the first detection arm 4 and the second detection arm 14, like the wiring pattern on the front surface.
  • the gyro sensor element 1C may have a second wiring 410 connected to the second detection electrode.
  • the second wiring 410 on the front surface of FIG. It is wiring connected to the detection electrode 4k.
  • the second wiring 410 is connected to the second detection electrodes arranged on the second slit 14c side surface and the outer side surface of the third detection unit 14d, and to the second slit 14c side surface and the outer side surface of the fourth detection unit 14e. It may be connected to the arranged second detection electrode.
  • the second wiring 410 is connected to the back surface via a connecting portion 410U integrally provided from the front surface to the side surface of the second detection arm 14 .
  • the connecting portion 410L is connected to the connecting portion 410U on the front surface.
  • the second wiring 410 may be connected to the second detection electrodes 4h and 4k of the first detection arm 4 and the second detection arm 14, like the wiring pattern on the front surface.
  • the first wiring 420 and the second wiring 410 may be installed along the first base 2 and the second base 12 as a pair. According to this, the gyro sensor element 1C can efficiently detect potentials without generating excess charges, as compared with the case where the wires of the electrodes for detecting opposite potentials are arranged in different directions. Therefore, a gyro sensor element 1C with high detection sensitivity can be obtained.
  • the gyro sensor element 1C corresponds to the third wiring 310 and the third wiring 320 connected to the driving electrodes (first driving electrode 3d, second driving electrode 3e).
  • the third wiring 310 on the surface of FIG. 8 may be connected to the first driving electrode 3d arranged on the outer side surface of the first driving arm 3A and the side surface on the side of the slit 3a. Also, the third wiring 310 may be connected to the first drive electrode 3d arranged in the recess 3c of the first drive arm 3B. The third wiring 310 is further connected to the first driving electrode 3d arranged on the outer side surface of the second driving arm 13A and the side surface on the side of the slit 13a, and the second driving electrode 3d arranged in the concave portion of the second driving arm 13B. It may be connected to one drive electrode 3d.
  • the third wiring 310 may be routed along the mounting portion 5 and connected to the rear surface via a connection portion 311U integrally provided from the front surface to the side surface of the mounting portion 5 .
  • the connecting portion 311L may be connected to the connecting portion 311U on the front surface.
  • the third wiring 310 may be connected to the first driving electrodes of the first driving arm 3 and the second driving arm 13, like the wiring pattern on the front surface.
  • the third wiring 320 on the surface of FIG. 8 may be connected to the second drive electrode 3e to which the potential opposite to that of the first drive electrode 3d is applied.
  • the third wiring 320 includes the second drive electrode 3e arranged in the recess 3c of the first drive arm 3A, the second drive electrode 3e arranged on the outer side surface of the first drive arm 3B, and the side surface on the side of the slit 3a. It may be connected to the electrode 3e.
  • the third wiring 320 further includes a second drive electrode 3e arranged in the recess of the second drive arm 13A, a second drive electrode 3e arranged on the outer side surface of the second drive arm 13B, and a side surface on the side of the slit 13a. may be connected to the electrode 3e.
  • the third wiring 320 may be wired along the mounting portion 5 on the front surface and connected to the rear surface via a connecting portion 321U integrally provided from the front surface to the side surface of the first driving arm 3A.
  • the connecting portion 321L may be connected to the connecting portion 321U on the front surface.
  • the third wiring 320 may be connected to the second driving electrodes 3e of the first driving arm 3 and the second driving arm 13, like the wiring pattern on the front surface.
  • the gyro sensor element 1C may have a ground between the wiring connected to the detection electrodes and the wiring connected to the drive electrodes. That is, as shown in FIG. 9, the gyro sensor element 1C may have the ground 500 between the first wiring 420 and the second wiring 410 and the third wiring 310 and the third wiring 320 . According to this, the gyro sensor element 1C is connected to the wiring connected to the first detection electrodes 4g, 4j and the second detection electrodes 4h, 4k, and the first drive electrode 3d and the second drive electrode 3e. It is possible to reduce noise interference between the wiring and the wiring.
  • the gyro sensor element 1 of the present disclosure may be formed by etching. At this time, convex portions may occur due to the influence of the crystal orientation of the quartz crystal that is the base material.
  • the gyro sensor element 1 may have a convex portion on one of the surfaces of the base material of the first detection arm 4, the surface on the positive side and the surface on the negative side in the first direction.
  • FIG. 10 is a diagram showing the first detection arm 4, and is a cross-sectional view taken along line 1-C shown in FIG.
  • the first detection arm 4 has a convex portion 11 on the positive surface in the first direction of the first detection portion 4d and the second detection portion 4e.
  • the convex portion 11 is indicated by hatching different from that of the first detection portion 4d and the second detection portion 4e for ease of explanation. be.
  • FIG. 11 is a plan view showing the gyro sensor element 1D in this embodiment.
  • a gyro sensor element 1D like the gyro sensor element 1C described above, has two structures of the gyro sensor element 1, one of which is inverted in the second direction. are the same.
  • the gyro sensor element 1D is different from the gyro sensor element 1C in that the regions that are continuous with the base end of each detecting portion that is inverted in the second direction are connected by a bridging region.
  • the first detection section 4d and the third detection section 14d may be connected by a first bridging region 21 in areas that are continuous with their base ends.
  • the second bridging region 22 may connect the regions of the second detection portion 4e and the fourth detection portion 14e that are continuous with the respective proximal ends.
  • the bridging region 21 and the bridging region 22 may be partitioned via a third groove portion 23 that is continuous with the first groove portion 4c and the second groove portion 14c.
  • the first groove portion 4c may be the first slit 4c of the through opening
  • the second groove portion 14c may be the second slit 14c of the through opening
  • the third groove portion 23 may be the second slit 14c of the through opening. It may be 3 slits. That is, the first slit 4c and the second slit 14c may form an integral slit.
  • the gyro sensor element 1D may include a bridging area 21 and a bridging area 22 that connect the detection units extending in the positive and negative directions of the second direction, and the two bridging areas may be partitioned or separated.
  • each detecting portion can be easily bent, and the rigidity of the first detecting arm 4 and the second detecting arm 14 can be increased.
  • the mounting portion 5 supports both ends of the first base portion 2 in the first direction without bending the first base portion 2 .
  • both ends of the first base portion 2 ⁇ /b>C may be bent in the second direction and further bent in the first direction to be connected to the mounting portion 5 .
  • FIG. 12 is a plan view showing a gyro sensor element 1B in this modified example. As shown in FIG. 12 , both ends of the first base portion 2 ⁇ /b>C are bent in the positive direction in the second direction, further bent in the first direction toward the mounting portion 5 , and connected to the mounting portion 5 . In FIG. 12, the bending angle is shown as a right angle, but the bending angle is not limited to this.
  • both ends of the first base portion 2C are bent in the second direction and are further bent in the first direction to be connected to the mounting portion 5, so that the first base portion 2C is easily bent, As the first base portion 2C is curved, the first detection arm 4 is easily bent.

Abstract

本開示の一態様のジャイロセンサ素子は、第１方向に延伸した第１基部と、第１基部から、前記第１方向に交わる第２方向に延伸した一対の第１駆動腕と、第１基部から延伸した第１検出腕と、を備え、第１基部の第１検出腕の基端と連続する領域は、前記第２方向に延伸した第１溝部を有する。

Description

ジャイロセンサ素子
　本開示は、ジャイロセンサに用いられるジャイロセンサ素子に関する。
　ジャイロセンサとして、圧電振動式のセンサが従来技術として知られている（特許文献１）。このセンサは、圧電体に交流電圧が印加されることにより圧電体が励振する。励振されている圧電体に回転の動きが加わると、回転速度（角速度）に応じて、励振方向と直交する方向にコリオリの力が生じる。このようなコリオリの力に起因する圧電体の変形に応じて生じる電気信号を検出することにより、圧電体の角速度を検出することができる。特許文献１のジャイロセンサは、直交座標系ＸＹＺのＸ軸方向またはＺ軸方向における圧電体の変形より生じる信号を検出する。
日本国特開２０２１－６７７０１号公報
　本開示の一態様に係るジャイロセンサ素子は、第１方向に延伸した第１基部と、前記第１方向に交わる第２方向に延伸した一対の第１駆動腕と、前記第１基部から延伸し、前記一対の第１駆動腕の間に位置した第１検出腕と、を備え、前記第１基部の前記第１検出腕の基端と連続する領域は、前記第２方向に延伸した第１溝部を有する。
本開示の実施形態１に係るジャイロセンサ素子を示す平面図である。 図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。 図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。 図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。 図１に示すＩ－Ｂ線矢視断面図である。 図１に示すＩ－Ｃ線矢視断面図である。 本開示の別の態様に係るジャイロセンサ素子を示す平面図である。 ジャイロセンサ素子の配線パターンの一例を示す図である。 ジャイロセンサ素子の配線パターンの一例を示す図であり、図８のジャイロセンサ素子の裏面を上から見た透視図である。 図１に示すＩ－Ｃ線矢視断面図である。 本開示の実施形態２に係るジャイロセンサ素子を示す平面図である。 本開示の実施形態３に係るジャイロセンサ素子を示す平面図である。
　＜実施形態１＞
　以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるジャイロセンサ素子１を示す平面図である。図１では、ジャイロセンサ素子１の上面に設けられる導電層の図示は基本的に省略されている。以上の説明では、図１に示すＸ軸方向を第１方向と呼称し、Ｙ軸方向を第２方向と呼称して説明する。本明細書中で「上面」、または「表面」は、図１におけるＺ軸の正方向、すなわち図１で示す面を指し、「下面」、または「裏面」とは、図１におけるＺ軸の負方向、すなわち図１で示す面の裏側の面を指す。
　ジャイロセンサ素子１は、例えば、その全体が一体的に形成されていてよい。ジャイロセンサ素子１は、単結晶であってもよく、多結晶であってもよい。また、ジャイロセンサ素子１の基材は、適宜選択されてよく、例えば、水晶（ＳｉＯ２）、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＰＺＴまたはシリコンである。ジャイロセンサ素子１は、例えば、全体の厚さ（Ｚ軸方向）が一定であってよい。
　〔ジャイロセンサ素子１の構造１〕
　ジャイロセンサ素子１は、図示しないジャイロセンサに用いられるセンサ素子である。ジャイロセンサ素子１は、圧電体により形成されており、図１に示すように、第１基部２と、一対の第１駆動腕３と、第１検出腕４と、実装部５とを備えている。
　ジャイロセンサ素子１の構造の詳細について説明する前に、ジャイロセンサ素子１の動作について図１を用いて簡単に説明する。一対の第１駆動腕３は、交流電圧が印加されることによって、Ｘ軸方向において矢印Ｃ１に示すように互いに逆の位相で励振される。互いに逆の位相で励振されるとは、一対の第１駆動腕３が、互いに近接および離反するように振動することである。第１駆動腕３が振動している状態で、ジャイロセンサ素子１がＺ軸回りに回転すると、コリオリの力によって第１駆動腕３は、Ｙ軸方向に矢印Ｃ２に示すように振動するようになる。この第１駆動腕３の振動が第１基部２を介して第１検出腕４に伝わり、第１検出腕４がＸ軸方向に矢印Ｃ３の方向で屈曲振動を行うようになる。
　第１検出腕４の屈曲振動による圧電効果で生じた電荷信号（例えば、電圧）は、後述する検出電極によって検出され、検出された電圧より角速度が算出される。角速度が大きいほど、検出される電圧の大きさは大きくなる。また、同じ角速度を検出する場合であっても、第１検出腕４の屈曲変化が大きいほど、得られる電圧の値は大きくなるため、ジャイロセンサとしての角速度の検出感度は高くなる。
　（第１基部２）
　第１基部２は、第１駆動腕３および第１検出腕４を支持する。第１基部２は、第１方向に延伸しており、両末端を実装部５によりそれぞれ支持されている。
　図２は、第１基部２の構造を示す図であって、図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。図１および図２に示すように、第１基部２は、第１検出腕４の基端と連続する領域（図１に示す領域Ｄ１）に、第２方向に延伸した第１溝部２ａを有している。第１溝部２ａのＺ軸方向への深さは特に限定されない。また、第１溝部２ａは、後述する第１検出腕４の基端から反対側の末端部まで第２方向に延伸していてもよい。このように、第１基部２が第１溝部２ａを有することにより、第１基部２の領域Ｄ１の一部が肉薄となり、第１基部２が湾曲しやすくなる。第１基部２の湾曲に伴い、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。これによれば、ジャイロセンサ素子１の検出感度を向上させることができる。
　図２は、図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。第１溝部２ａは、図２に示したように、第１基部２の一面（上面または下面）にのみ設けられてもよいが、これに限定されない。第１溝部２ａのその他の態様について例示する。図３、４は、図２と同様に、それぞれ第１基部２の構造を示す図であって、図１に示すＩ－Ａ線矢視断面図である。
　図３では、第１基部２は、第１基部２の上面に第１溝部２ａ、第１基部２の下面に第１溝部２ｂを有している。このような構造によれば、第１基部２の領域Ｄ１の一部における厚さが、図２で示した第１基部２の領域Ｄ１の一部における厚さよりもさらに薄くなり、第１基部２が湾曲しやすくなる。第１基部２の湾曲に伴い、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。
　図４では、第１基部２は、貫通開口の第１溝部２ａすなわち第１スリット２ａを有している。以降、貫通開口の溝部のことをスリットとも呼称する。このように、第１基部２が第１スリット２ａを有することにより、第１基部２が湾曲しやすくなる。第１基部２の湾曲に伴い、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。第１スリット２ａの幅は、第１基部２の上部から下部にかけて同じ幅であってもよく、異なる幅であってもよい。また、第１スリット２ａは、第１溝部２ａの底が取り除かれた形態であるとも捉えられるが、第１溝部２ａの底のうち一部のみが取り除かれ、一部が開口した形態であってもよい。
　（第１駆動腕３）
　第１駆動腕３は、交流電圧（電界）が印加されることによって励振される部分である。第１駆動腕３は、第１基部２から第２方向に延伸しており、その先端は自由端となっている。これにより、第１駆動腕３は、片持ち梁のように撓み変形が可能となっている。一対の第１駆動腕３は、第１方向に沿って互いに離間して並列されている。
　図５は、第１駆動腕３の構造を示す図であって、図１に示すＩ－Ｂ線矢視断面図である。図１および図５に示すように、第１駆動腕３は、スリット３ａによって離間された２つの腕部３ｂからなっている。腕部３ｂは、第１基部２と接続している箇所から、第１基部２とは反対側の末端にかけて、Ｚ軸方向の両面（上面および下面）のそれぞれに、第２方向に延伸した凹部３ｃ（第２凹部）を有している。
　第１駆動腕３は、図５に示すように、第１駆動腕３（より詳細には腕部３ｂ）の外側側面と、スリット３ａ側の側面とに、第１駆動腕３に電圧を印加するための第１駆動用電極３ｄを備えていてもよい。また、第１駆動腕３の凹部３ｃそれぞれには、第１駆動用電極３ｄとは逆の電位が与えられる第２駆動用電極３ｅを備えていてもよい。図示しないが、一対の第１駆動腕３のうち、もう一方の第１駆動腕３は、配置される第１駆動用電極３ｄと、第２駆動用電極３ｅとの場所が、片方の第１駆動腕３と逆であってもよい。すなわち、第１駆動腕３の外側側面と、スリット３ａ側の側面とに、第２駆動用電極３ｅを備え、第１駆動腕３の凹部３ｃそれぞれに、第１駆動用電極３ｄを備えていてもよい。
　（第１検出腕４）
　第１検出腕４は、コリオリ力によって第１方向に振動する。第１検出腕４には、後述する第１検出用電極４ｇ、第２検出用電極４ｈ、第１検出用電極４ｊ、および第２検出用電極４ｋが設けられており、第１検出腕４が第１方向への撓みに起因する圧電効果により発生した電圧をそれぞれの検出用電極によって測定する。
　第１検出腕４は、図１に示すように、第１基部２から第２方向に延伸していてもよい。図１では、一例として第１検出腕４は、第１駆動腕３と同じ第２方向へ延伸し、一対の第１駆動腕３の間に位置しているが、これに限定されない。第１検出腕４は、一対の第１駆動腕３が延伸している方向とは逆向き、すなわち、Ｙ軸の負の方向へ延伸していてもよい。また、第１検出腕４は、第１駆動腕３と同じ第２方向へ延伸する場合、一対の第１駆動腕３の間に位置していてもよい。
　第１検出腕４は、第１基部２から延伸した有底の溝である第１溝部２ａによって区画されていてもよく、第１検出腕４は、第１溝部２ａによって区画された第１検出部４ｄ、および第２検出部４ｅを備えていてもよい。これによれば、第１検出腕４は肉薄な部分を有し、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。
　図６は、第１検出腕４の構成を示す図であり、図１に示すＩ－Ｃ線矢視断面図である。図１および図６に示すように、第１検出腕４は、第１基部２に形成されたスリット２ａと連続して形成されたスリット４ｃを有している。スリット４ｃは、貫通開口のスリットであってよい。スリット４ｃは、第１基部２から第１基部２とは逆の末端部まで延伸していてもよい。ジャイロセンサ素子１では、第１スリット２ａおよびスリット４ｃによって１つのスリットが形成されている。
　第１検出腕４は、スリット４ｃによって離間された第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅによって構成されていてもよい。第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅは、第１基部２と接続している箇所から、第１基部２とは反対側の末端までにかけて、Ｚ軸方向の両面のそれぞれに、第２方向に延伸した凹部４ｆおよび凹部４ｍ（第１凹部）を有していてもよい。第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅの末端は、１つの錘である第１錘４ａに接続されていてよい。第１検出部４ｄと、第２検出部４ｅとは、第１錘４ａに接続されることにより、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。
　第１検出部４ｄは、スリット４ｃ側の側面および外側側面に圧電効果により発生した電圧を検出する第１検出用電極４ｇを備え、凹部４ｆの側面に第１検出用電極４ｇとは逆の電位を検出する第２検出用電極４ｈを備えていてもよい。
　第２検出部４ｅは、スリット４ｃ側の側面および外側側面に第１検出用電極４ｇと正負が同じ電圧を検出する第１検出用電極４ｊを備え、凹部４ｍの側面に第１検出用電極４ｊとは逆の電位を検出する第２検出用電極４ｋを備える。
　上述のように、第１検出部４ｄのスリット４ｃ側の側面および外側側面の検出用電極と、第２検出部４ｅのスリット４ｃ側の側面および外側側面の検出用電極とは同じ電位を検出する。また、第１検出部４ｄの凹部４ｆの側面の検出用電極と、第２検出部４ｅの凹部４ｍの側面の検出用電極とは、同じ電位を検出する。
　以上のように、本実施形態におけるジャイロセンサ素子１では、第１基部２における第１検出腕４の基端と連続する領域（図１に示す領域Ｄ１）に、第２方向に延伸した第１溝部２ａ（第１スリット）を有している。これにより、第１基部２が湾曲しやすくなるので、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。その結果、ジャイロセンサ素子１では、第１検出腕４の振動幅が従来のジャイロセンサ素子の振動幅よりも大きくなり、高い検出感度を有する。
　ジャイロセンサ素子１では、第１検出腕４が貫通開口したスリット４ｃによって離間された、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅを備え、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅは、錘４ａに接続されている。これにより、第１検出腕４は、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅが屈曲に伴って、互いに対応する位置が変化する構造となるので、第１検出腕４の振動幅が大きくなる。その結果、ジャイロセンサ素子１の検出感度を向上させることができる。
　ジャイロセンサ素子１では、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅがそれぞれ第２方向に延伸する凹部４ｆおよび凹部４ｍを有しており、凹部４ｆおよび凹部４ｍの側面に検出用電極（すなわち、第２検出用電極４ｈおよび第２検出用電極４ｋ）を備えている。これにより、凹部４ｆを備えない構造の検出腕よりも検出用電極を設置する面積を多くすることができ、電界効果が強くなるため、検出感度を向上させることができる。
　ジャイロセンサ素子１では、第１検出腕４が、互いに電位の正負が逆である、第１検出用電極（すなわち、第１検出用電極４ｇおよび第１検出用電極４ｊ）と、第２検出用電極（すなわち、第２検出用電極４ｈおよび第２検出用電極４ｋ）を備える。これにより、第１検出腕４によって２つの電位を検出することが可能になり、検出感度を向上させることができる。また、第１検出腕４の各面を電極で覆うことにより、第１検出腕４の剛性を高めることができる。
　また、ジャイロセンサ素子１では、第１駆動腕３が、第１基部２と接続している箇所から、第１基部２とは反対側の末端までにかけて、第２方向に延伸した凹部３ｃ（第２凹部）を有し、第１駆動腕３の外側側面と、凹部３ｃの内側側面とに、第１駆動用電極３ｄを備えている。これにより、凹部を備えていない駆動腕よりも駆動用電極を設置する面積を大きくすることができ、電界効果が強くなるため、駆動腕をより振動させることができる。
　（実装部５）
　実装部５は、第１基部２の第１方向の両末端を支持する。また実装部５は、ジャイロセンサ素子１を実装する際に、例えば筐体などに固定する部分であってもよい。実装部５の形は特に限定されず、ジャイロセンサ素子１の各腕の四方を取り囲む枠上部材であってもよい。
　〔ジャイロセンサ素子１の構造２〕
　ジャイロセンサ素子１は、上述の通り、第１基部２、一対の第１駆動腕３、および第１検出部４ｄ、第２検出部４ｅを備えた第１検出腕４を基本の構成とするが、１つのジャイロセンサ素子に前記構成をもう１ユニット備えていてもよい。
　図７は、ジャイロセンサ素子１Ｃを示す平面図である。図７に示すように、ジャイロセンサ素子１Ｃは、ジャイロセンサ素子１の構成に加えて、以下（１）から（３）の構成をさらに備えてもよい。（１）第１基部２に平行に並ぶ第２基部１２。（２）第１基部２から第１駆動腕３が延伸する向きとは逆向きに、第２基部１２から第２方向に延伸する一対の第２駆動腕１３。（３）第１基部２から第１駆動腕３が延伸する向きとは逆向きに、第２基部１２から第２方向に延伸する第２検出腕１４。
　また、ジャイロセンサ素子１Ｃの第２基部１２の第２検出腕１４の基端と連続する領域Ｄ２は、第２方向に延伸した第２溝部１２ａを有していてもよい。第２検出腕１４は、第２溝部１２ａと連続して形成された第２溝部１４ｃを有していてもよい。すなわち、第２溝部１２ａは、第２検出腕１４の基端から反対側の末端部まで第２方向に延伸していてもよい。また、第２溝部１２ａは、貫通開口の第２スリット１２ａであってもよく、第２溝部１４ｃは、貫通開口の第２スリット１４ｃであってもよい。
　ジャイロセンサ素子１Ｃの第２検出腕１４は、第２溝部１４ｃによって区画された、第３検出部１４ｄと第４検出部１４ｅとを備えてもよい。すなわち、第２スリット１４ｃによって離間された、第３検出部１４ｄと第４検出部１４ｅとを備えてもよい。また、第３検出部１４ｄは、第１方向において、第１検出部と同じ位置にあり、第４検出部１４ｅは、第１方向において、第２検出部と同じ位置にあってもよい。
　第３検出部１４ｄおよび第４検出部１４ｅは、第２基部１２と接続している箇所から、第２基部１２とは反対側の末端までにかけて、Ｚ軸方向の両面のそれぞれに、第２方向に延伸した凹部を有していてもよい。また、第３検出部１４ｄおよび第４検出部１４ｅの末端は、第２検出腕１４の基端とは反対側の端部に位置する第２錘に接続されていてよい。
　図示しないが、ジャイロセンサ素子１Ｃの第２駆動腕１３と、第２検出腕１４とは、それぞれ電極を備えていてもよい。ジャイロセンサ素子１Ｃの一対の第２駆動腕１３は、一対の第１駆動腕３と同様に、第１駆動用電極３ｄと、第２駆動用電極３ｅとを備えていてもよい。
　ジャイロセンサ素子１Ｃの第２検出腕１４は、第１検出腕４と同様に、第１検出用電極４ｇ、４ｊと、第２検出用電極４ｈ、４ｋとを備えていてもよい。ここで、第２検出腕１４の各検出用電極の正負の電極の配置は、第１検出腕４の各検出用電極の配置と逆であってもよい。すなわち、第３検出部１４ｄおよび第４検出部１４ｅの凹部に第１検出用電極４ｇ、４ｊを備え、第３検出部１４ｄおよび第４検出部１４ｅの第２スリット１４ｃ側の側面および外側側面に第２検出用電極４ｈ、４ｋを備えていてもよい。
　ジャイロセンサ素子１Ｃは、図１で示すジャイロセンサ素子１の構造を２つ備え、そのうち１つを第２方向に反転させた構造を有する。これによれば、ジャイロセンサ素子１Ｃが備える検出部の数が多くなるため、ジャイロセンサ素子１よりも検出感度が向上する。
　〔配線パターン〕
　図８、図９を用いて、ジャイロセンサ素子１Ｃの配線パターンについて説明する。図８は、ジャイロセンサ素子１Ｃの表面、すなわち図７で示す平面図と同じ面の配線パターンの一例を示す図である。また、図９は、ジャイロセンサ素子１Ｃの裏面の配線パターンの一例を示す図であり、裏面を表面側から透視した図である。各図で示す配線は、電極を兼ねて表される。また、説明の便宜上、一対の第１駆動腕３のうち、一方を第１駆動腕３Ａ、他方を第１駆動腕３Ｂと称し、一対の第２駆動腕１３のうち、一方を第２駆動腕１３Ａ、他方を第２駆動腕１３Ｂと称する。
　（第１配線４２０）
　ジャイロセンサ素子１Ｃは、第１検出用電極と接続された第１配線４２０を備えていてもよい。図８に戻り、図８の第１配線４２０は、第１検出部４ｄのスリット４ｃ側の側面および外側側面に配置された第１検出用電極４ｇと接続されていてもよい。また、第１配線４２０は、第２検出部４ｅのスリット４ｃ側の側面および外側側面に配置された第１検出用電極４ｊと接続されていてもよい。
　第１配線４２０は、第２検出腕１４において、第３検出部１４ｄ、および第４検出部１４ｅの凹部側面に配置された第１検出用電極と接続されていてもよい。
　第１配線４２０は、第１検出腕４の表面から側面にかけて一体に設けられた接続部４１０Ｕを介して裏面へと接続されていてもよい。
　図９の裏面において、接続部４１０Ｌは、表面における接続部４１０Ｕと接続される。裏面において、第１配線４２０は、表面の配線パターンと同じく、第１検出腕４および第２検出腕１４の第１検出用電極４ｇ、４ｊに接続されていてもよい。
　（第２配線４１０）
　ジャイロセンサ素子１Ｃは、第２検出用電極と接続された第２配線４１０を備えていてもよい。図８に戻り、図８の表面の第２配線４１０は、第１検出部４ｄの凹部４ｆに配置された第２検出用電極４ｈ、および第２検出部４ｅの凹部４ｍに配置された第２検出用電極４ｋに接続される配線である。
　第２配線４１０は、第３検出部１４ｄの第２スリット１４ｃ側の側面および外側側面に配置された第２検出用電極、および第４検出部１４ｅの第２スリット１４ｃ側の側面および外側側面に配置された第２検出用電極と接続されてもいてもよい。
　また、第２配線４１０は、第２検出腕１４の表面から側面にかけて一体に設けられた接続部４１０Ｕを介して裏面へと接続されている。
　図９の裏面において、接続部４１０Ｌは、表面における接続部４１０Ｕと接続される。裏面において、第２配線４１０は、表面の配線パターンと同じく、第１検出腕４および第２検出腕１４の第２検出用電極４ｈ、４ｋなどに接続されていてもよい。
　図９に示すように、第１配線４２０および第２配線４１０は、一対の組として、第１基部２および第２基部１２に沿って設置されていてもよい。これによれば、逆の電位を検出する電極の配線を別々の方向へ配する場合よりも、余分な電荷が発生せず、ジャイロセンサ素子１Ｃが、効率的に電位を検出することができる。よって、高い検出感度を備えたジャイロセンサ素子１Ｃを得ることができる。
　（第３配線３１０）
　ジャイロセンサ素子１Ｃは、駆動用電極（第１駆動用電極３ｄ、第２駆動用電極３ｅ）と接続された第３配線３１０および第３配線３２０に相当する。
　図８の表面の第３配線３１０は、第１駆動腕３Ａの外側側面と、スリット３ａ側の側面とに配置された第１駆動用電極３ｄと接続されていてもよい。また、第３配線３１０は、第１駆動腕３Ｂの凹部３ｃに配置された第１駆動用電極３ｄと接続されていてもよい。第３配線３１０は、さらに、第２駆動腕１３Ａの外側側面と、スリット１３ａ側の側面とに配置された第１駆動用電極３ｄと接続され、第２駆動腕１３Ｂの凹部に配置された第１駆動用電極３ｄと接続されていてもよい。
　また、第３配線３１０は、実装部５に沿って配線され、実装部５の表面から側面にかけて一体に設けられた接続部３１１Ｕを介して裏面へと接続されていてもよい。
　図９の裏面において、接続部３１１Ｌは、表面の接続部３１１Ｕと接続されていてもよい。裏面において、第３配線３１０は、表面の配線パターンと同じく、第１駆動腕３および第２駆動腕１３の第１駆動用電極と接続されていてもよい。
　（第３配線３２０）
　図８に戻り、図８の表面の第３配線３２０は、第１駆動用電極３ｄとは逆の電位が与えられる第２駆動用電極３ｅと接続されていてもよい。第３配線３２０は、第１駆動腕３Ａの凹部３ｃに配置された第２駆動用電極３ｅ、および第１駆動腕３Ｂの外側側面と、スリット３ａ側の側面とに配置された第２駆動用電極３ｅに接続されていてもよい。第３配線３２０は、さらに、第２駆動腕１３Ａの凹部に配置された第２駆動用電極３ｅ、および第２駆動腕１３Ｂの外側側面と、スリット１３ａ側の側面とに配置された第２駆動用電極３ｅと接続されていてもよい。
　第３配線３２０は、表面において実装部５に沿って配線され、第１駆動腕３Ａの表面から側面にかけて一体に設けられた接続部３２１Ｕを介して裏面へと接続されていてもよい。
　図９の裏面において、接続部３２１Ｌは、表面の接続部３２１Ｕと接続されていてもよい。裏面において、第３配線３２０は、表面の配線パターンと同じく、第１駆動腕３および第２駆動腕１３の第２駆動用電極３ｅと接続されていてもよい。
　ジャイロセンサ素子１Ｃは、検出用電極に接続される配線と、駆動用電極に接続される配線との間にグランドを備えていてもよい。すなわち、図９に示すように、ジャイロセンサ素子１Ｃは、第１配線４２０および第２配線４１０と、第３配線３１０および第３配線３２０との間にグランド５００を備えていてもよい。これによれば、ジャイロセンサ素子１Ｃは、第１検出用電極４ｇ、４ｊおよび第２検出用電極４ｈ、４ｋと接続された配線と、第１駆動用電極３ｄおよび第２駆動用電極３ｅと接続された配線との間のノイズ干渉を低減させることができる。
　〔凸部１１〕
　本開示のジャイロセンサ素子１は、エッチング加工によって形成されてもよい。このとき、基材である水晶の結晶方位の影響によって凸部が生じ得る。ジャイロセンサ素子１は、第１検出腕４の基材の面であって、第１方向の正側の面および負側の面の一方に凸部を有してもよい。
　図１０は、第１検出腕４を示す図であり、図１に示す１－Ｃ線矢視断面図である。第１検出腕４は、一例として、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅの第１方向の正側の面に凸部１１を有している。図１０では、説明の容易さの観点より、凸部１１は、第１検出部４ｄおよび第２検出部４ｅとは異なるハッチングで示しているが、凸部１１と、各検出部とは一体である。
　＜実施形態２＞
　本開示の他の実施形態について、以下に説明する。説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　図１１は、本実施形態におけるジャイロセンサ素子１Ｄを示す平面図である。図１１に示すように、ジャイロセンサ素子１Ｄは、上述のジャイロセンサ素子１Ｃと同様に、ジャイロセンサ素子１の構造を２つ備え、そのうち１つを第２方向に反転させた構造を有する点で同じである。しかし、ジャイロセンサ素子１Ｄは、第２方向に反転した各検出部の基端と連続する領域同士が橋渡し領域によって接続されている点でジャイロセンサ素子１Ｃとは異なる。
　図１１に示すように、第１検出部４ｄおよび第３検出部１４ｄは、それぞれの基端と連続する領域同士が第１橋渡し領域２１によって接続されていてもよい。第２検出部４ｅおよび第４検出部１４ｅは、それぞれの基端と連続する領域同士が第２橋渡し領域２２によって接続されていてもよい。また、橋渡し領域２１と、橋渡し領域２２とは、第１溝部４ｃおよび第２溝部１４ｃと連続する第３溝部２３を介して区画されていてもよい。また、第１溝部４ｃは、貫通開口の第１スリット４ｃであってもよく、第２溝部１４ｃは、貫通開口の第２スリット１４ｃであってもよく、第３溝部２３は、貫通開口の第３スリットであってもよい。すなわち、第１スリット４ｃと、第２スリット１４ｃとが一体のスリットとなっていてもよい。
　このように、ジャイロセンサ素子１Ｄは、第２方向の正負逆方向に延伸する各検出部を接続する橋渡し領域２１および橋渡し領域２２を備え、２つの橋渡し領域が区画または離間されていてもよい。これにより、各検出部が屈曲しやすく、かつ第１検出腕４および第２検出腕１４の剛性を高めるという効果を奏する。
　＜変形例＞
　実施形態１では、第１基部２は屈曲せずに、第１基部２の第１方向における両末端のそれぞれが実装部５によって支持される態様を示した。これに対し、本実施形態では、第１基部２Ｃの両末端は、第２方向に屈曲し、さらに第１方向に屈曲して実装部５と接続されてもよい。
　図１２は、本変形例におけるジャイロセンサ素子１Ｂを示す平面図である。図１２に示すように、第１基部２Ｃの両末端は第２方向において正の方向へ屈曲し、さらに実装部５側へ第１方向に屈曲して実装部５と接続されている。図１２では、屈曲の角度は直角で示しているが、屈曲の角度はこれに限定されない。
　このように、第１基部２Ｃの両末端が第２方向に屈曲し、さらに第１方向に屈曲して実装部５と接続される構造を有することにより、第１基部２Ｃが湾曲しやすくなり、第１基部２Ｃの湾曲に伴い、第１検出腕４が屈曲しやすくなる。
　以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施例に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る発明は本開示で示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示に係る発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。
　１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ　ジャイロセンサ素子
　２、２Ｃ　第１基部
　２ａ、４ｃ　第１溝部（第１スリット）
　３ａ、１３ａ　スリット
　３　駆動腕（第１駆動腕）
　３ｃ　凹部（第２凹部）
　４　第１検出腕
　４ｄ　第１検出部
　４ｅ　第２検出部
　４ｆ、４ｍ　第１凹部
　４ｇ、４ｊ　第１検出用電極
　４ｈ、４ｋ　第２検出用電極
　５　実装部
　１１　凸部
　１２　第２基部
　１３　第２駆動腕
　１４　第２検出腕
　１２ａ、１４ｃ　第２溝部、第２スリット
　１４ｄ　第３検出部
　１４ｅ　第４検出部
　Ｄ１、Ｄ２　領域
　２１　第１橋渡し領域
　２２　第２橋渡し領域
　２３　第３溝部
　４２０　第１配線
　４１０　第２配線
　３１０、３２０　第３配線
　５００　グランド

Claims (16)

  1. 　第１方向に延伸した第１基部と、
    　前記第１基部から、前記第１方向に交わる第２方向に延伸した一対の第１駆動腕と、
    　前記第１基部から延伸し、前記一対の第１駆動腕の間に位置した第１検出腕と、を備え、
    　前記第１基部の前記第１検出腕の基端と連続する領域は、前記第２方向に延伸した第１溝部を有する、ジャイロセンサ素子。
  2. 　前記第１溝部は、前記第１検出腕の前記基端から反対側の末端部まで前記第２方向に延伸している、請求項１に記載のジャイロセンサ素子。
  3. 　前記第１検出腕は、前記第１溝部によって区画された、第１検出部と、第２検出部とを備えている、請求項１または２に記載のジャイロセンサ素子。
  4. 　前記第１検出部および前記第２検出部の末端は、１つの錘である第１錘に接続されている、請求項３に記載のジャイロセンサ素子。
  5. 　前記第１検出部および第２検出部は、
    　　それぞれ前記第２方向に延伸する第１凹部を有し、
    　　前記第１凹部の側面に検出用電極を備える、請求項３または４に記載のジャイロセンサ素子。
  6. 　前記第１検出部および第２検出部は、
    　　前記第１溝部の内側側面と、前記第１検出部または第２検出部の外側側面とに第１検出用電極を備え、
    　　前記第１凹部の内側側面に前記第１検出用電極の電位とは逆の電位を検出する第２検出用電極を備える、請求項５に記載のジャイロセンサ素子。
  7. 　前記第１検出用電極と接続された第１配線と、前記第２検出用電極と接続された第２配線とを備え、
    　前記第１配線および前記第２配線は、一対の組として前記第１基部に沿って設置される、請求項６に記載のジャイロセンサ素子。
  8. 　前記第１駆動腕は、
    　　前記第１基部と接続している箇所から、前記第１基部とは反対側の末端まで前記第２方向に延伸した第２凹部を有し、
    　　前記第１駆動腕の外側側面と、前記第２凹部の内側側面とに駆動用電極を備える、請求項７に記載のジャイロセンサ素子。
  9. 　前記第１配線および前記第２配線と、前記駆動用電極と接続された第３配線との間に、グランドを備える、請求項８に記載のジャイロセンサ素子。
  10. 　前記第１基部に平行に並ぶ第２基部と、
    　前記第１基部から前記第１駆動腕が延伸する向きとは逆向きに、前記第２基部から前記第２方向に延伸する一対の第２駆動腕と、
    　前記第１基部から前記第１検出腕が延伸する向きとは逆向きに、前記第２基部から前記第２方向に延伸する第２検出腕と、をさらに備え、
    　前記第２基部の前記第２検出腕の基端と連続する領域は、前記第２方向に延伸した第２溝部を有し、
    　前記第２検出腕は、前記第２溝部によって区画された、前記第１方向において前記第１検出部と同じ位置にある第３検出部と、前記第１方向において前記第２検出部と同じ位置にある第４検出部とを備え、
    　前記第３検出部および前記第４検出部の末端は、１つの錘である第２錘に接続されている、
    請求項３～９のいずれか１項に記載のジャイロセンサ素子。
  11. 　前記第１検出部および前記第３検出部は、それぞれの基端と連続する領域同士が第１橋渡し領域によって接続されており、
    　前記第２検出部および前記第４検出部は、それぞれの基端と連続する領域同士が第２橋渡し領域によって接続されており、
    　前記第１橋渡し領域および前記第２橋渡し領域は、前記第１溝部および前記第２溝部と連続する第３溝部を介して区画されている、請求項１０に記載のジャイロセンサ素子。
  12. 　前記第１溝部は、貫通開口のスリットである第１スリットである、請求項１～１１のいずれか１項に記載のジャイロセンサ素子。
  13. 　前記第２溝部は、貫通開口のスリットである第２スリットである、請求項１０または１１に記載のジャイロセンサ素子。
  14. 　前記第３溝部は、貫通開口のスリットである第３スリットである、請求項１１に記載のジャイロセンサ素子。
  15. 　前記第１基部の前記第１方向における両末端のそれぞれを支持する実装部をさらに備え、
    　前記両末端は、前記第２方向に屈曲し、さらに前記第１方向に屈曲して前記実装部と接続される、請求項１から１４のいずれか１項に記載のジャイロセンサ素子。
  16. 　前記第１検出腕の基材の面であって、前記第１方向の正側の面および負側の面の一方に凸部を有する、請求項１から１５のいずれか１項に記載のジャイロセンサ素子。
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